Oddelek za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani
Robert BRUS, Kristjan JARNI
XXVII. Gozdarski študijski dnevi Dolenjske Toplice, 2.- 3. april 2009
Razvoj, genetska variabilnost in proizvodnja gozdnega reprodukcijskega materiala navadne jelke
(Abies alba Mill.) v Sloveniji
Vsebina
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
1 Razvoj jelke v Evropi
2 Ledenodobna zatočišča
3 Poledenodobne migracijske poti
4 Genetska variabilnost
5 Ohranjanje genskih virov
6 Uporaba gozdnega
reprodukcijskega materiala
1 Razvoj jelke v Evropi
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- rod Abies se je razvil na severni polobli v srednji kredi (pred ca. 100 mil. let)
- razširitev proti jugu v obdobju eocenskih ohladitev
- fosilni ostanki jelke (Abies resinosa) v Nemčiji iz miocena (Mai, Walther 1991)
- pelod na vzhodnem obrobju Alp (Avstrija) v srednjem miocenu (pred. 15,97–7,25 mil. let) (Jimenez-Moreno 2008)
1 Razvoj jelke v Evropi
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
• miocen: fosilni ostanki jelke (Abies lanceolata Ung.) z nahajališč (Sv. Nedelja, Sused, Dolje) pri Zagrebu (Pilar 1883)
• terciar: v vzhodnem Sredozemlju morda enotnavrsta jelke (t.i. 'pontskajelka'), prednica današnjih egejskih vrst
• hipoteza (Fady et al. 1992): v severnem delu egejskega bazena se je verjetno razvila in postopoma razširila v Evropo vrsta Abies alba
2 Ledenodobna zatočišča
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
2
4
33
5
6
1
1. Južni Balkan
2. Kalabrija
3. Pirenejski polotok
4. Severni Apenini
5. JV Alpe (Slovenija)
6. Moravska
Pomembnejša območja v Evropi:
Slovenija?
2 Ledenodobna zatočišča
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Slovenija – zabeleženi makroskopski ostanki jelke:- srednji in pozni pliocen, zgodnji pleistocen: pelod v velenjskem premogovniku, v Bukovici pri Ilirski Bistrici (Šercelj 1965, 1968, 1985)
- od interglaciala Mindel-Riss s kratkimi prekinitvami (pelod > 200.000 let BP):Ljubljansko barje (Šercelj 1966)
2 Ledenodobna zatočišča
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Slovenija – zabeleženi makroskopski ostanki jelke:- srednji in pozni pliocen, zgodnji pleistocen: pelod v velenjskem premogovniku, v Bukovici pri Ilirski Bistrici (Šercelj 1965, 1968, 1985)
- od interglaciala Mindel-Riss s kratkimi prekinitvami (pelod > 200.000 let BP):Ljubljansko barje (Šercelj 1966)
Pelodni diagram Velenje (Šercelj 1968)
2 Ledenodobna zatočišča
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Slovenija – zabeleženi makroskopski ostanki jelke:- srednji in pozni pliocen, zgodnji pleistocen: pelod v velenjskem premogovniku, v Bukovici pri Ilirski Bistrici (Šercelj 1965, 1968, 1985)
- od interglaciala Mindel-Riss s kratkimi prekinitvami (pelod > 200.000 let BP):Ljubljansko barje (Šercelj 1966)
- zgodnji würm (pelod > 50.000 let BP): Mlino pri Bledu (Šercelj 1970)
- koščki jelovega oglja > 12.000 let BP: Šandalja pri Pulju (Culiberg, Šercelj 1995) in > 80.000 let BP: Divje babe I (Culiberg2007)
Zaključek: zelo verjeten obstoj ledenodobnih zatočišč jelke tudi v Sloveniji
2 Ledenodobna zatočišča
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Divje babe I
Značilnosti območja:- razgiban in heterogen relief,- zavarovane lege,- heterogena klima in zaznaven vpliv morja,- pestra vegetacija, …
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- vzrok: sprememba klime in človekova dejavnost
- v srednjo Evropo iz refugijev v severnih Apeninih
- v vzhodno Evropo iz balkanskih refugijev čez Karpate (Muller etal. 2007)
- Slovenija: hipoteza o mešanju populacij iz različnih zatočišč(Gömöry et al. 2004)
- odprto vprašanje razvoja jelke v SLO v holocenu
slika iz: Gömöry et al. 2004
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- Slovenija: v holocenu pelodjelke na več nahajališčih, asprva redek (Culiberg 1991, Huntley, Birks 1983, Šercelj1996)
- jelka ne gradi samostojne faze, pogosto se pojavi takoj za bukvijo (ekološko podobni vrsti, sprva klimatsko pogojen razvoj)
- vprašanje alternacije jelke in bukve: ponekod usklajeno nihanje obeh vrst, drugje ni vzorca, ponekod nakazana, a ne izrazita alternacija
Ljubljansko barje (Culiberg, Šercelj 1978)
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- Slovenija: v holocenu pelod jelke na več nahajališčih, a sprva redek (Culiberg 1991, Huntley, Birks 1983, Šercelj 1996)
- jelka ne gradi samostojne faze, pogosto se pojavi takoj za bukvijo (ekološko podobni vrsti, sprva klimatsko pogojen razvoj)
- vprašanje alternacije jelke in bukve: ponekod usklajeno nihanje obeh vrst, drugje ni vzorca, ponekod nakazana, a ne izrazita alternacija
Ledine na Jelovici (Culiberg et al.,1981)
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Ledine na Jelovici (Culiberg et al. 1981)
- v Sloveniji na splošno močnejše koncentracije po 7000 let BP (neolitik: poselitev in začetki kmetovanja)
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- v Sloveniji na splošno močnejše koncentracije po 7000 let BP (neolitik: poselitev in začetki kmetovanja)
- ponekod (npr. it. Alpe) občutno nazadovanje jelke pred 7000 in 6000 leti, verjetno zaradi vpliva požarov, človeške aktivnosti in klimatskih sprememb (Wick, Moehl 2006)
Vir: Wick, Moehl 2006
3 Poledenodobne migracijske poti
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
- raziskave razvoja jelke v holocenu omejene na posamezna območja Evrope ali na določene vrste dokazov
- potrebna široka evropska raziskava (primer bukev, Magri etal. 2006), kombinacija več vrst dokazov
- razjasnitev vloge slovenskih jelovih populacij pri naseljevanju jelke v srednji Evropi
4 Genetska variabilnost
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
5
1
7
3
8
4
26-0.002
-0.0015
-0.001
-0.0005
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
-0.003 -0.002 -0.001 0 0.001 0.002 0.003 0.004X
X2
Slovenija:
- razlike med vzhodnimi in zahodnimi populacijami (Brus, Longauer 1995)
- prisotnost redkih alelov
- visoka heterozigotnost
- možna razlaga: introgresija Genetska diferenciacija jelke v Sloveniji. Analiza glavnihkoordinat na osnovi Neievih genetskih distanc D
populacija/Population 1 2 3 4 5 6 7 8
1 Novo mesto - 2 Postojna 0.006 - 3 Hotedršica 0.000 0.003 - 4 Idrija 0.005 0.000 0.001 - 5 Rovte 0.005 0.003 0.003 0.002 - 6 Nazarje 0.001 0.004 0.000 0.003 0.007 - 7 Pohorje 0.001 0.005 0.001 0.003 0.005 0.002 - 8 Bohor 0.003 0.003 0.001 0.002 0.004 0.003 0.003 -
4 Genetska variabilnost
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Vir: Konnert, Bergmann 1995)
- genetska variabilnost jelke na splošno velika in primerljiva z drugimi iglavci,
- največja variabilnost v t.i. introgresijskih območjih, kjer je morda prišlo do srečevanja in mešanja populacij iz različnih refugialnih območij
Slovenija: velika variabilnost!
Vprašanje: lokalni razvoj ali naselitev jelke v holocenu?
5 Ohranjanje genskih virov
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Dejavniki, ki lahko ogrožajo genske vire jelke:
- pritisk rastlinojede parkljaste divjadi, ki zmanjšuje uspešnost naravne ali umetne obnove,
- zmanjševanje številčnosti populacij jelke, ki lahko pripelje do samooplojevanja in genetskega drifta,
- podnebne spremembe, predvsem zviševanje temperature in zmanjševanje količine padavin,
- v sušnejših razmerah morebitno sajenje drugih, npr. sredozemskih vrst jelke,
- neustrezne zvrsti gospodarjenja,
- uporaba neustreznih provenienc...
5 Ohranjanje genskih virov
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Ukrepi za ohranjanje genetske variabilnosti jelke:
- izhodišče: velika genetska variabilnost in dobro ohranjeni genski viri,
- primerno dinamično in situ ohranjanje naravnih populacij, temelj je naravna obnova (velikostpopulacij, ki zagotavlja zadostno genetsko variabilnost in preprečuje križanje med sorodniki),
- kjer naravna obnova ne bo mogoča, tudi umetna obnova (setev ali sajenje) z uporabo GRMustrezne kakovosti in provenience,
- oblikovanje mreže gozdnih genskih rezervatov za ohranitev evolucijskega potenciala vrste.
6 Uporaba gozdnega reprodukcijskega materiala
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Provenienčna območja za jelko:
- od 2003 Slovenija razdeljena na: 7 ekoloških regij in znotraj regij na 24 podregij
- ekološka regija = provenienčnoobmočje za 8 večinskih vrst, vključno z jelko
Stanje na dan 1. 1. 2009:
- 26 semenskih objektov jelke, od tega 15 v kategoriji ‘izbran’ (semenski sestoji - za uporabo v gozdarstvu)
6 Uporaba gozdnega reprodukcijskega materiala
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
leto
štev
ilo s
adik
sanacija po ujmahredna obnova
Vir: poročila ZGS (1997-2007)
- upadanje števila porabljenih sadik jelke, skupna poraba v l. 2007 le 8575 sadik
- v zadnjih letih brez uporabe semena za setev
Načrt ZGS 2009-2012:
- 33.500 sadik jelke (2+2, 30-40 cm) – 8375 sadik/leto
Sklep: načrtovana nizka poraba GRM jelke tudi v prihodnosti!
6 Uporaba gozdnega reprodukcijskega materiala
R. Brus, K. Jarni XXVII. gozdarski študijski dnevi, Dolenjske Toplice, 2. - 3. 4. 2009
Možni vzroki za nizko porabo GRM jelke:
- predvidevanje visoke uspešnosti naravne obnove,
- možen odraz nezaupanja v dolgoročno uspešnost jelke,
- nezaupanje v tržno uspešnost jelke,
- strah pred previsokimi stroški (zahtevnejša tehnika sajenja, zaščita pred rastlinojedo divjadjo,...)
Prihodnost?